Glutation - biológia
vízben oldható (100 g · l –1 20 ° C-on) [1] és dimetil-formamidban [2]
5000 mg kg −1 (egér, orális) [3]
Glutation (GSH), továbbá a γ-L-glutamil-L-ciszteinil-glicin, egy tripeptid, amely a három aminosavból, a glutaminsavból, a ciszteinből és a glicinből képződik. Szinte minden sejtben magas koncentrációban található meg, és az egyik legfontosabb antioxidáns anyag a szervezetben. Ugyanakkor tartalék a cisztein számára. A glutation nem igazi tripeptid, mivel a glutaminsav és a cisztein közötti amidkötés a glutaminsav γ-karboxil-csoportján keresztül jön létre, és nem az α-karboxil-csoporton keresztül, mint egy igazi peptid-kötésben.
Az aktinobaktériumok glutation helyett mikotiolt termelnek.
bioszintézis
A glutationt a szervezet kétlépcsős folyamatban szintetizálhatja az L-glutaminsav, L-cisztein és glicin aminosavakból.
- ATP fogyasztással a γ-glutamil-cisztein glutaminsavból és ciszteinből képződik. Izopeptidkötés jön létre a glutaminsavmaradék γ-karboxilcsoportja és a ciszteinmaradék aminocsoportja között. Az érintett enzimet glutamát-cisztein-ligáznak (GCL, γ-glutamil-cisztein-szintetáznak) nevezik.
- A glutation-szintáz segítségével glicint adunk a terminális szénatomhoz, miközben ATP-t fogyasztunk.
Az emberi test összes sejtje képes a GSH szintetizálására. Az anyag bioszintézise a májban elengedhetetlen: A májban a glutation termelésének károsodott egerei a születéstől számított egy hónapon belül elpusztulnak. [4]
A legtöbb eukarióta képes GSH szintézisre, de nem Entamoeba és giardia. A bioszintetikus út néhány baktériumban fordul elő, mint pl B. cianobaktériumok és proteobaktériumok, de sok más baktérium hiányzik. Az archeák közül csak a halobaktériumok képesek maguk szintetizálni a GSH-t.
funkció
Cisztein tartalék
A GSH leginkább a reduktív medence fő anyagaként ismert. A fehérjeszintézishez elengedhetetlen az állandó ciszteinellátás, de a cisztein reaktív és aerob környezetben állandóan visszafordíthatatlanul elvész cisztein-szulfinsavvá és szulfonsavvá oxidálódva. A GSH tehát a cisztein aminosav tartalékát is képezi, és taurinszintézishez is alkalmazzák.
Az emberi vérplazma körülbelül három gramm ciszteint tartalmaz GSH formájában, ami három napos tartaléknak felel meg. [5]
Redox puffer
A GSH segíthet megvédeni a sejtes makromolekulákat, például a fehérjéket és a membrán lipideket a „szabad gyököktől” (reaktív oxigénfajok, ROS). A glutation oxidálódik, és monomer formájú GSH-ból dimer GSSG-vé változik.
A sejtlégzés során felmerülő ROS jelentős veszélyt jelent számos sejtkomponens számára: A redukált glutation (GSH) szabad tiolcsoporttal rendelkezik, és ezáltal az elektronokat átviheti a ROS-ba, és így ártalmatlanná teszi őket. Két oxidált glutationmolekula diszulfidhíd képződésével egy glutationdiszulfidot (GSSG) képez. A glutation-reduktáz enzim felhasználható két redukált GSH előállítására egy GSSG dimerből, miközben NADPH-t fogyasztanak. A GSH redoxpotenciálja -240 mV [6], és 90% -kal csökken a glutation-reduktáz aktivitása miatt.
Biotranszformáció
A GSH fontos szerepet játszik a káros anyagok biotranszformációjának II. Fázisában. A GSH-val konjugált anyagok általában jobban oldódnak vízben, és vesén keresztül eliminálódhatnak. A glutation-S-transzferáz, amely leginkább a citoszolban található, katalizálja a GSH reakcióját elektrofil szénnel. A halogén-, szulfát-, szulfonát-, foszfát- és nitrocsoportok helyettesíthetők glutationnal. Ezenkívül a GSH hozzáadható az aktivált kettős kötésekhez és a nyitott reaktív epoxigyűrűkhöz. A toxikus (mérgező) hatás magában foglalja a vicinális dihaloalkánok aktiválását egy rendkívül reaktív episzulfónium gyűrű képződésével, valamint a vesében lévő GSH konjugátumok β-liáz által közvetített reaktív vegyületekké történő átadását.
További funkciók
Növényekben, fonálférgekben, algákban és gombákban a glutation a fitokelatinok szintézisének szubsztrátjaként is szolgál, amelyek a metallotioneinekhez hasonlóan fontos szerepet játszanak a nehézfémek megkötésében.
A glutation egy másik feladatot lát el bizonyos leukotriének szintézisében, például a leukotrién C4 szintézisében. A leukotrién A4-t glutation-S-transzferáz segítségével leukotrién C4-vé alakítják.
sztori
Amikor Hopkins 1921-ben ciszteintartalmú peptidet írt le élesztő- és állati sejtekben, és glutationnak nevezte el, akkor kezdetben azt hitték, hogy γ-glutamil-ciszteinről van szó. Csak Harington és Mead tudta 1935-ben teljes szintézissel megerősíteni a később feltételezett tényleges struktúrát. [7] [8]
Étrend-kiegészítők
Antioxidáns tulajdonságai miatt a glutationt étrend-kiegészítőként értékesítik. [9] Az étrendi glutation terápiás előnye azonban nem bizonyított. A parenterális szállítás növeli a sejtekben a GSH szintjét. [10] A glutation potenciális egészségügyi előnye, például rákellenes szerként [11] vagy öregedésgátló anyagként, klinikai vizsgálatokban még tudományosan nem bizonyított.
A máj glutationtermelését stimulálhatjuk acetil-cisztein [12] (cisztein donorként) adagolásával.
Vitatott "rákgyógyszerként" glutation, amelyet egy név alatt antocianinokkal keverékben kapnak Recancostat comp. az 1990-es évek közepén eladta a hírnevet. [13]